JPH07197783A - 推進工法における掘削先導装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 推進工法における掘削先導装置において、掘
削する横穴が不揃に曲がるのを防止し、真直に堀り進む
ことを可能にする。 【構成】 先導用の推進管１１内の一端から他端にかけ
てスクリューオーガ１２を挿嵌して設け、このオーガ１
２の先端に掘削ヘッド１３を取付ける。上記オーガ１２
は、その回転中心を推進管１１の中心と偏心させてオー
ガ軸１４の両端部を管１１内において軸受１６，１７
で、回転自在に支持させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地盤や岩盤等を掘削し
ながら推進管を順次継ぎ足して押し進め、地中に横穴を
施工する推進工法において、地盤等を掘削して後続の継
ぎ足し用の推進管を先導する掘削先導装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種掘削先導装置として、たと
えば図１２に示すような装置が知られている。この従来
装置は同図に示すように、作動装置（図示せず）の回転
駆動機で回転される円筒回転軸１と、この回転軸１の先
端に取付けた掘削ヘッド２と、回転軸１に嵌挿し、回転
軸１の外周面に設けた軸受３で回転自在に支持させた鞘
管４（ケーシングとも称する）とを有し、ヘッド２の前
面には任意数の掘削爪５を取付けてなっている。そし
て、回転軸１を回転して地盤等を掘削しながら、この掘
削した横穴に鞘管４を作動装置の推進機で押し進めて施
工している。また、回転軸１の内壁面にはスパイラル６
を設け、このスパイラル６のコンベア作用によって土砂
等を後方へ移送するように構成してある。上記回転軸１
及び鞘管４は継ぎ足し式に構成されている。また、ヘッ
ド２の爪５のうち、最外側の掘削爪５ａは鞘管４より幾
分大きな径で回転して掘削し、鞘管４の押し込みを容易
にするように構成してある。さらに、従来装置は鞘管４
を回転軸１と同心上に嵌装してある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来装置は鞘管４
を回転軸１と同心上に嵌装してあるため、回転軸１によ
ってヘッド２を回転すると、図１３に示すように、鞘管
４より幾分大径で、かつ、鞘管４と同心円の横穴Ｈ₁ が
形成されることになる。そして、上述したように、鞘管
４及び回転軸１を順次継ぎ足して穴Ａに押し進めるもの
であるが、鞘管４及び回転軸１の重量によって鞘管４は
穴の内壁底面に接触するようになる。したがって、この
状態で掘削すると、図１１Ａに示すように、すでに掘っ
た穴Ｈ₁ と新たに形成される穴Ｈ₂ との境目に段部Ｄが
生じ、その結果、横穴Ｈ₁ ，Ｈ₂ が真直に構築されない
ことになる。そこで、従来は穴が真直になるように色々
工夫して修正しながら施工しているが、穴を完全に真直
になるように修正することは事実上不可能に近かった。

【０００４】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、上述したような段部を生じることなく、真直な横穴
を整然と掘削して推進することができる推進工法におけ
る掘削先導装置を提供することを目的とするものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る掘削先導装置は、先導用の推進管と、
この推進管の一端から他端にかけて上記管内に挿嵌して
配置し、上記管の内周壁面とによりスクリューコンベア
を構成するスクリューオーガと、このオーガの先端に取
付けた掘削ヘッドとを有し、上記オーガは、その回転中
心を推進管の中心と偏心させてオーガ軸を上記管内にお
いて回転自在に支持させて設けてあることを特徴とする
ものである。

【０００６】

【作用】本発明によれば、スクリューオーガ、したがっ
て掘削ヘッドの回転中心と推進管の中心は偏心させてあ
るので、オーガを回転すると、推進管の下面側は、推進
管の外径とほぼ一致し、かつ、それ以外の部分は推進管
の外径より幾分大径になるように、推進管と偏心した円
形の横穴が掘削されることになる（図２参照）。したが
って、図１１Ｂに示すように、穴は整然と真直に掘進さ
れることになる。また、本発明は、推進管に埋設管を嵌
装し、両管を同時に推進させて施工する方法も含み、こ
の場合には、オーガを回転すると、追って詳述するよう
に、埋設管の下面側は、埋設管の外径とほぼ一致し、か
つ、それ以外の部分は埋設管の外径より幾分大径になる
ように、埋設管と偏心した円形の横穴が掘削されること
になる（図１０参照）。したがって、上記と同様に、穴
は整然と真直に掘進されることになる。

【０００７】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につき
説明する。図１は本発明に係る推進工法における掘削先
導装置の１実施例を示す縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ
線断面図、図３は継ぎ足し用の推進管の縦断面図、図４
は図１におけるＢの部分の拡大断面図、図５は図４のＣ
−Ｃ線断面図、図６は推進管同士の連結部分を拡大して
示す一部を切欠した平面図、図７は同上連結部分の拡大
縦断面図、図８は同上装置を用いて推進工法を施工して
いる状態の１例を示す説明図である。

【０００８】上記図１〜図８において、この実施例の掘
削先導装置は、先導用の推進管１１と、この推進管１１
内に挿嵌して配設し、後述の作動装置で回転されるスク
リューオーガ１２と、このオーガ１２の先端に取付けた
掘削ヘッド１３とを有している。

【０００９】推進管１１は、ヘッド１３で掘削して形成
した横穴Ｈ内に押し入れて推進させるもので、管１１は
所望の径及び長さ、たとえば直径約３０〜８０ｃｍ程
度、長さ約２５０〜３５０ｃｍ程度に形成され、後続の
継ぎ足し用の推進管１１Ａと順次連結するように継ぎ足
し式に構成されている。

【００１０】スクリューオーガ１２は、管１１のの内周
壁面とによりスクリューコンベアを構成し、先端に取付
けた掘削ヘッド１３を一体回転させ、ヘッド１３で掘削
した土砂や砕石等を後方に移送させるもので、実施例の
オーガ１２は、管１１と対応する長さに形成したオーガ
軸１４の外周面に所定ピッチのスクリュー羽根１５を固
着してなり、このオーガ１２も管１１と同様に後続の推
進管１１Ａのスクリューオーガ１２Ａと継ぎ足し式に構
成されている。しかして、本発明においては、オーガ１
２は、その回転中心Ｐ₁ （ヘッド１３の回転中心とオー
ガ１２の回転中心Ｐ₁ は一致している）を推進管１１の
中心Ｐ₂ と偏心させてオーガ軸１４を管１１内において
回転自在に支持させて設けるもので、実施例では、管１
１内の両端近くに軸受１６，１７（図示ではベアリング
軸受）を、その中心（軸１１の回転中心Ｐ₁ と一致）を
管１１の中心Ｐ₂ より上位側に偏心させ、取付腕杆１
８，１９で固定して配設し、軸１４の両端部を両軸受１
６，１７で回転自在に支持させて配設してある。

【００１１】オーガ１２と管１１の中心は上記のように
偏心させてあるため、管１１の内周壁面とオーガ１２の
スクリュー羽根１５の外周面との間には、上記偏心によ
り間隙の差が生じる。そこで、この間隙の大きい箇所
（図示では管１１の下部側）における管１１の内壁面の
一端から他端にかけて適当な厚さの肉盛り板２０を添装
固着し、上記の間隙差を調整してある。そして、この推
進管１１は板２０側を下部として推進させるものであ
る。

【００１２】掘削ヘッド１３は、オーガ１２と一体回転
して掘削面の地盤等を掘削するもので、ヘッド１３の型
式及び構造等は特に限定されるものではなく、自由に設
計可能であるが、掘削される横穴Ｈ内に推進管１１を押
し入れるものであるため、ヘッド１３の最外側の掘削爪
１３Ａの回転円軌跡、つまり穴Ｈの径を管１１の外径よ
り幾分大径になるように形成して、管１１の挿入を容易
にする。そして、上記最外側の掘削爪１３Ａの掘削時に
おける回転円軌導線（穴Ｈの円形線と一致する線）を管
１１の下部側において管１１の外径線とほぼ一致させる
ように設定する。これにより、オーガ１２を回転する
と、管１１の下面側は、管１１の外径とほぼ一致し、か
つ、それ以外の部分は管１１の外径より幾分大径になる
ように、管１１と偏心した円形の横穴Ｈが掘削されるこ
とになる（図２参照）。なお、実施例では図示していな
いが、ヘッド１３の最外側の爪１３Ａは正転時（掘削
時）に拡径すると共に逆転時に縮径するように構成した
拡大爪を採用してもよく、或いは上記機能を有しない固
定爪を採用することもできる。

【００１３】先導用の推進管１１と連結させる継ぎ足し
用の推進管１１Ａは、推進管１１と同一寸法に形成さ
れ、管１１Ａ内にはオーガ軸１４Ａの外周面に所定ピッ
チのスクリュー羽根１５Ａを固着してなるスクリューオ
ーガ１２Ａが、先導用の管１１と同一の比率で中心を偏
心させて軸１４Ａの両端を軸受１６Ａ，１６Ｂで回転自
在に支持させて配設されている。１８Ａ，１９Ａは軸受
１６Ａ，１７Ａを固定支持した取付腕杆、２０Ａは上述
と同一の肉盛り板である。この管１１Ａも板２０Ａ側を
下部として穴Ｈ内に推進させるものである。

【００１４】先導用の推進管１１は、その後端に継ぎ足
し用の推進管１１Ａを継ぎ足して穴Ｈ内を推進して先導
するものである。実施例では、両管１１，１１Ａの連結
手段として、雌雄のジョイント部材２１Ａ，２１Ｂで構
成した継手２１を採用し、一方のジョイント部材２１Ａ
を管１１の軸１４の端部に固定すると共に他方のジョイ
ント部材２１Ｂを管１１Ａの軸１４Ａの端部に相対向し
て固定してある。上記継手２１は、ジョイント部材２１
Ｂの前面に、先端に頭部２３を有する任意本数の係合ピ
ン２２を突設すると共にジョイント部材２１Ａの対向面
には上記頭部２３を嵌合する嵌合孔２４及び、この孔２
４と連通して円周方向に形成したピン２２の係合孔２５
をピン２２と対応して設け、各ピン２２を各嵌合孔２４
に嵌合し、ジョイント部材２１Ｂを正転方向に回転して
ピン２２を係合孔２５に係入することにより、頭部２３
が孔２５の後端部と係合して脱抜を防止し、両者を結合
する構成になっている。これにより、ピン２２を嵌合孔
２４に嵌合して軸１４Ａを正転方向に回転することによ
り両軸１４，１４Ａは連結されて一体回転するようにな
る。なお、この両管１１，１１Ａの連結手段は、実施例
以外の任意の構成の継手を自由に採用し得るものであ
る。また、継ぎ足し用の推進管１１Ａは、これを順次継
ぎ足すもので、管１１Ａの軸１４Ａの他端には継手２１
の一方のジョイント部材２１Ａが固定して設けてある。

【００１５】上記両推進管１１，１１Ａは即述したよう
に、板２０Ａ側を下部に位置させて穴Ｈ内に推進させる
もので、実施例では、先導用の管１１の後端に環状の嵌
合凹部２６を形成すると共に継ぎ足し用の管１１Ａの先
端に上記凹部２６と係合する環状の係入部２７を形成し
て両部２６，２７を嵌合させるように構成してある。ま
た、一方の管１１又は１１Ａ（図示では管１１）の嵌合
端部に係合切欠部２８を形成すると共に、他方の管１１
Ａ又は１１（図示では管１１Ａ）の嵌合端部における上
記切欠部２８に対応する位置に、切欠部２８に係合する
係合凸部２９を形成し、この凸部２９を切欠部２８に係
入して両管１１，１１Ａを嵌合させるように構成してあ
る。これにより、両管１１，１１Ａは位置決めされて嵌
合され、回転方向に相対的に回転するのを防止してあ
る。また、管１１Ａの上記と反対側の嵌合端部には、上
記管１１の嵌合端部と同一構成の嵌合凹部２６及び係合
切欠部２８が形成され、継ぎ足し用の管１１Ａ同士を上
記と同様に位置決めして嵌合させるように構成してあ
る。

【００１６】この実施例の掘削先導装置は上記のように
構成したもので、次にその使用方法及び動作等について
説明する。図８において、４１は発進用の立坑４０内に
設置した作動装置で、作動装置４１は、坑４０内に進退
自在に設置し、油圧シリンダ等のジャッキ４３で前進・
後退する推進機４２と、この推進機４２に搭載され、ス
クリューオーガを回転駆動するモータ等の回転駆動機４
４等を有し、４５は押動部、４６はベース台、４７は保
持部材、４０Ａは到達用の立坑を示すものである。この
作動装置は任意型式のものを採用する。

【００１７】図８は、発進坑４０から到達坑４０Ａ間の
地盤Ｇに横穴を堀り、この横穴内にヒューム管その他の
埋設管５１を埋設する工法を示している。まづ、図８Ａ
に示すように、実施例装置の先導用の推進管１１を推進
機４１の前面にセットし、回転駆動機４３でスクリュー
オーガを回転すると先端の掘削ヘッド１３で地盤Ｇは掘
削されるので、これと同調してジャッキ４３で推進機を
前進し、推進管１１を押し進めて掘進する。そして、ジ
ャッキ４３のストロークの押し出しが終了したとき（ジ
ャッキのストロークの長さは管１１の長さと対応させて
ある）、推進機４２を元の位置に後退させ、推進管１１
の後端に継ぎ足し用の推進管１１Ａを連結してセット
し、上記と同様に地盤Ｇを掘削しながら管１１，１１Ａ
を掘進させ、このように、継ぎ足し用の推進管１１Ａを
順次継ぎ足して、図８Ｂに示すように到達坑４０Ａに向
けて横穴を掘削する。そして、先導用の推進管１１が到
達坑４０Ａに達したとき、最後部の推進管１１Ａの後端
に埋設管５１を当接して推進機４２にセットし、この埋
設管５１を介して管１１，１１Ａを押し進める。このよ
うに、埋設管５１を順次接続しながら穴内に押し進め、
到達坑４０Ａに達した管１１，１１Ａを切り離して回収
し（図８Ｃ参照）、坑４０，４０Ａ間に埋設管５１を埋
設する。そして、この工事が完了後、上記到達坑４０Ａ
を発進坑として次の到達坑へ上記と同様の工法を施工す
る。

【００１８】しかして、上記工法において、先導用の推
進管１１のオーガ１２、したがって、掘削ヘッド１３を
回転すると、管１１の下部側は管１１の外径とほぼ一致
して、下面側に間隙を生じることなく、かつ、それ以外
の部分は管１１の外径より幾分大径になるように、管１
１と偏心した円形の横穴Ｈが掘削されるので、従来装置
のように、管１１及びオーガ１２の重量によって管が下
がることはない。したがって、図１１Ｂに示すように、
管１１，１１Ａを継ぎ足しながら真直な横穴Ｈを堀り進
めることになる。

【００１９】図９は、本発明に係る推進工法における掘
削先導装置の別実施例を示す縦断面図であって、上述の
工法とは別方式の推進工法を施工する状態を示す図、図
１０は図９のＤ−Ｄ線断面図である。この実施例の工法
は、鋼管等よりなる埋設管５１Ａを推進管１１及び１１
Ａに嵌装し、管１１及び１１Ａと管５１Ａを同時に穴Ｈ
内へ押し進めて掘削するものである。

【００２０】上記埋設管５１Ａは管１１より幾分大径
で、かつ、管１１と同長に形成され、この埋設管５１Ａ
も継ぎ足し式になっている。そして、この実施例の掘削
ヘッド１３は、最外側の掘削爪１３Ａの掘削時における
回転円軌導線（穴Ｈの円形線）を埋設管５１Ａの下部側
において管５１Ａの外径線とほぼ一致させ、それ以外の
部分は管５１Ａの外径より幾分大径になるように設定し
てある。また、この最外側の掘削爪１３Ａは拡大爪を採
用し、図９に仮想線で示すように、所要時に管５１Ａの
内径より小径に縮径して先導用の推進管１１を管５１Ａ
から引き抜けるように構成してある。他の構成は上述の
実施例と同様であるため、同一構成部分には同一符号を
付して説明を省略する。

【００２１】本実施例の掘削先導装置は上記のように構
成したもので、次にその使用方法及び動作等につき説明
する。本実施例装置は、埋設管５１Ａを管１１及び１１
Ａの外側に嵌装し、両者を同時に穴Ｈ内に押し進めて掘
進させるものである。まづ、先導用の推進管１１に埋設
管５１Ａを嵌装した状態で、これを推進機４２にセット
する。そして、上記と同様にオーガ１２を回転して掘削
ヘッド１３で地盤Ｇを掘削しながら、この掘削された横
穴Ｈ内に両管１１，５１Ａを同時に押し進める。そし
て、ジャッキのストロークの押し出しが終了したとき、
推進機４２を後退させ、推進管１１の後端に継ぎ足し用
の推進管１１Ａを連結すると共に、埋設管５１Ａの後端
を推進管１１Ａの埋設管５１Ａの先端と溶接等により連
結して推進させ、このように、管１１，１１Ａ及び５１
Ａを順次継ぎ足しながら、発進坑４０から到達坑４０Ａ
に向けて横穴Ｈを掘削する。そして、先導用の推進管１
１が到達坑４０Ａに達したとき、埋設管５１Ａは、その
まま残して推進管１１，１１Ａを発進坑４０又は到達坑
４０Ａ側に引き出して回収し、これにより、坑４０，４
０Ａ間に上記埋設管５１Ａが残留して布設される。本実
施例も上述の実施例と同様に管１１，１１Ａ，及び管５
１Ａを継ぎ足しながら真直な横穴Ｈを堀り進めることに
なる。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、掘削する穴が不揃に曲
がるのを防止し、真直な横穴を整然と掘削して先導する
ことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る推進工法における掘削先導装置の
１実施例を示す縦断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】継ぎ足し用の推進管の縦断面図である。

【図４】図１におけるＢの部分の拡大断面図である。

【図５】図４のＣ−Ｃ線断面図である。

【図６】推進管同士の連結部分を拡大して示す一部を切
欠した平面図である。

【図７】同上連結部分の拡大縦断面図である。

【図８】同上装置を用いて推進工法を施工している状態
の１例を示す説明図である。

【図９】本発明に係る推進工法における掘削先導装置の
別実施例を示す縦断面であって、上述の実施例と別方式
の推進工法を施工する状態を示す図である。

【図１０】図９のＤ−Ｄ線断面図である。

【図１１】本発明装置と従来装置により掘削される横穴
の形成状態を対比して示す説明図である。

【図１２】従来の推進工法における掘削先導装置を示す
縦断面図である。

【図１３】従来装置により掘削される横穴を鞘管（推進
管）の外径と関連対比して示す説明図である。

【符号の説明】

１１ 先導用の推進管 １２ スクリューオーガ １３ 掘削ヘッド １４ オーガ軸 １６，１７ 軸受

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先導用の推進管と、この推進管の一端か
   ら他端にかけて上記管内に挿嵌して配置し、上記管の内
   周壁面とによりスクリューコンベアを構成するスクリュ
   ーオーガと、このオーガの先端に取付けた掘削ヘッドと
   を有し、上記オーガは、その回転中心を推進管の中心と
   偏心させてオーガ軸を上記管内において回転自在に支持
   させて設けてあることを特徴とする推進工法における掘
   削先導装置。